disparador schmitt pratica

Eletrônica Eletrônica básica - Prática

Disparador Schmitt

Disparador Schmitt

SENAI-SP - INTRANET2

Disparador Schmitt

© SENAI-SP, 2003

Trabalho editorado pela Gerência de Educação da Diretoria Técnica do SENAI-SP, a partir dosconteúdos extraídos da apostila homônima, Disparador Schmitt - Prática, SENAI - DN, RJ, 1987

Capa Gilvan Lima da SilvaDigitalização UNICOM - Terceirização de Serviços Ltda

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Disparador Schmitt

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Sumário

Prática 5

Verificação do funcionamento do disparador Schmitt 9

Resumo 17

Referências bibliográficas 25

Disparador Schmitt


Disparador Schmitt


Prática

Exercício 1

As questões 1 a 8 referem-se ao circuito colocado a seguir, com transistores de silício.

1. Considerando V’ = 0V, T1 está cortado e T2 saturado. Qual é, aproximadamente, a

corrente que circula no resistor de emissor RE?

IE2 ≅ IC2 ≅ _____________

2. Qual é a tensão nos emissores dos transistores com V’ = 0V? (VRE = IC2 . RE

desconsiderando IB2).

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3. Sabendo-se que para transistores de silício VBESAT = 0,7V, qual é a tensão na base

de T2 para mantê-lo saturado?

4. Considerando que é necessário um VBE = 0,6 para que T1 saia do corte, que valor

de V’ é necessário para provocar a troca de estados no circuito?

V’1 = _________________ V

5. Considerando agora T1 saturado e T2 cortado, qual é a corrente aproximada que

circula em RE? (Considere IE1 = IC1).

IE1 ≅ _________________ mA

6. Qual será a tensão no emissor de T1 quando este transistor estiver saturado?

7. Para que valor V’ T1 começará a cortar novamente?

V’2 = _________________ V

8. Qual é o valor da histerese no circuito?

VH = V’1 - V’2

Exercício 2

Anote, nos espaços a seguir, os dados correspondentes ao disparador Schmitt do

exercício 1.

IE2 ≅ _________________ mA (T2 saturado)

V1 = _________________ V

IE1 ≅ _________________ mA (T1 saturado)

V’2 = _________________ V

VH = _________________ V

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1. O que você faria no circuito do exercício 1 para reduzir a histerese do mesmo para

0,2V através do aumento de V’2?

2. Que valor de resistor seria necessário aproximadamente?

3. Por que se utiliza um diodo em paralelo com a bobina de um relé acionado por um

transistor?

4. Sabendo-se que V’1 e V’2 do disparador Schmitt são, respectivamente 4V e 2,5V,

defina os valores de tensão correspondentes a V’1 e V’2 na entrada do divisor de

tensão.

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5. Complete o gráfico da tensão de saída do circuito da questão 4 (com o divisor)

conforme a tensão de entrada.

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Verificação dofuncionamento do disparador

Schmitt

Objetivos

• Comprovar o funcionamento do disparador Schmitt.

• Determinar experimentalmente os valores de V’1 e V’2.

• Comprovar um método de modificação da histerese.

• Disparar um relé utilizando um Schmitt.

• Verificar uma aplicação do disparador Schmitt.

Equipamentos

• Fonte de CC 12V;

• Multímetro digital;

• Multímetro analógico;

Material necessário

• Semi condutores

- T1, T2 - Transistor de sinal, NPN, de silício

ICM > 50mA PC > 300mW

VCEO > 30V β > 100

- D1 - Diodo retificador VR > 50V

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• Resistores

- R1 - 1,8kΩ 5% 1/4W

- R2 - 47Ω 5% 1/4W

- R3 - 2,7kΩ 5% 1/4W

- R4 - 820Ω 5% 1/4W

- R5 - 470Ω 5% 1/2W

- R6 - 4,7kΩ 5% 1/4W

- R7 - 82Ω 5% 1/4W

- R8 - 22Ω 5% 1/4W

- R9 - 10kΩ 5% 1/4W

• Capacitores

- C1 - 2200µF x 16V eletrolítico

• Diversos

- P1 - Potenciômetro linear 2,2kΩ

- RL1 - Relé 12V, 400Ω

- L1 - Lâmpada 40W x 220V (ou 40W x 110V) com soquete

- S1 - Chave tipo botão de campainha

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Comprovação do funcionamento do disparador Schmitt

1. Monte o circuito da figura abaixo.

2. Ajuste a fonte para 12VCC e conecte ao circuito.

3. Conecte o multímetro analógico na saída do circuito.

T2 está saturado ou cortado? E T1?

4. Meça a tensão no resistor de emissor usando o multímetro digital.

VR2 = ________________V

Qual é a corrente de emissor de T2? E de T1?

5. Gire o cursor do potenciômetro P1 totalmente para o lado do terra.

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6. Conecte os pontos A e B do circuito.

Observação

O divisor de tensão R6 - P1 será utilizado para fornecer a tensão de entrada ao

disparador.

7. Conecte o multímetro digital na entrada do circuito.

8. Observando a tensão de saída e de entrada gire lentamente o cursor do

potenciômetro.

9. Anote o valor de tensão de entrada em que existe a transição.

V’1 = _________________ V

10. Meça a tensão no resistor de emissor com T1 saturado.

VR2 = ________________ V (T1 saturado)

Por que a tensão no resistor de emissor diminui quando T2 corta e T1 satura?

11. Determine a corrente de emissor de T1.

IE1 = _________________ mA

12. Reduza lentamente a tensão de entrada observando os voltímetros e verifique em

que valor de tensão o circuito volta a condição inicial.

V’2 = _________________ V

É possível observar que a transição na saída é rápida, embora a tensão de entrada

varie lentamente?

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13. Desenhe a curva de transferência do circuito.

14. Qual é o valor da histerese do circuito?

VH = _________________V

Alteração da histerese do Schmitt

1. Desligue a fonte de CC.

2. Acrescente o resistor R7 no circuito, em série apenas com o emissor de T1.

3. Ligue a fonte.

4. Determine os valores de V’1 e V’2 do circuito.

V’1 = _________________V

V’2 = _________________V

Qual é o novo valor de histerese?

5. Compare com os valores de V’1 e V’2 dos itens 9 e 12(Comprovação do

funcionamento do disparador Schmitt).

O que aconteceu com os valores de V’1 e V’2?

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O que aconteceu com a histerese?

6. Desligue a fonte.

7. Retire o resistor R7 do circuito.

8. Acrescente o resistor R8 em série apenas com o emissor de T2.

O que deverá acontecer com os valores de V’1 e V’2 em relação aos valores obtidos

nos itens 9 e 12(Comprovação do funcionamento do disparador Schmitt)?

9. Comprove sua resposta testando o circuito.

10. Desligue a fonte.

Disparo de um relé com disparador Schmitt

1. Retire o resistor R5 do circuito.

2. Acrescente o relé RL1 e o diodo D1 no circuito conforme mostra a figura abaixo.

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3. Conecte a lâmpada nos contatos do relé, conforme mostra a figura a seguir.

4. Gire o cursor do potenciômetro P1 totalmente para o lado do terra.

5. Antes de ligar a fonte do circuito e a lâmpada à rede, apresente o circuito ao

instrutor.

6. Uma vez aprovado pelo instrutor ligue a fonte de CC e ligue a lâmpada à rede

elétrica.

7. Gire o cursor do potenciômetro para um lado e para o outro, observando o relé e a

lâmpada.

O acionamento da lâmpada está sendo controlado pela tensão de entrada?

8. Complete a tabela a seguir.

T1 T2 Relé Lâmpada

Cortado

Saturado

Como você faria para que a lâmpada acendesse com os estados inversos no

disparador Schmitt?

9. Desligue a fonte do circuito e a lâmpada da rede de CA.

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Aplicação do disparador Schmitt

1. Retire o resistor R6 e o potenciômetro P1 do circuito.

2. Acrescente os componentes indicados na figura abaixo.

3. Conecte a lâmpada no contato normal aberto do relé (contato desligado quando o

relé está desacionado).

4. Conecte à lâmpada a rede de CA e ligue a fonte de CC. Aguarde alguns instantes.

5. Pressione momentaneamente a chave S1 e observe o que acontece.

6. Altere o ajuste de P2 e tente sucessivas vezes.

Como se comporta o circuito?

Para que serve P1?

Que aplicação este circuito poderia ter?

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Resumo

Disparador Schmitt

O disparador Schmitt ou Schmittrigger é um circuito eletrônico utilizado para converter

variações analógicas de tensão em variações chaveadas ou digitais.

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Princípio de funcionamento

A figura abaixo mostra o circuito eletrônico típico de um disparador Schmitt.

Na condição normal, sem tensão de entrada, T1 está cortado. O circuito é

dimensionado para que nesta situação T2 esteja saturado.

A figura a seguir mostra um exemplo de tensões típicas do circuito com T1 cortado e T2

saturado.

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Este estado é estável e só pode ser alterado pela aplicação de tensão na entrada do

disparador.

Para que a tensão de entrada provoque uma modificação no circuito é necessário que

atinja um valor 0,5V maior (silício) que a tensão presente no emissor de T1.

No circuito tomado como exemplo este valor de tensão seria 1,5V (1V + 0,5V).

Com o início da condução em T1 ocorrem dois fenômenos:

• Aumenta a tensão no resistor de emissor (VE de T1 e T2);

• Diminui a tensão no coletor de T1 (VC1↓).

Estas tensões (VE e VC1) são responsáveis pela saturação de T2.

A medida que a tensão de entrada aumenta o VBE de T1 atinge 0,6V fazendo com que

a polarização de T2 seja insuficiente para manter T2 saturado.

T2 começa a sair da saturação em direção ao corte.

Pela realimentação através do emissor, a saída de T2 da saturação para o corte reduz

a tensão no emissor de T1 levando este transistor mais para a saturação.

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O circuito troca rapidamente de um estado para o outro.

Considerando uma tensão de 1V nos emissores dos transistores na situação inicial, o

comportamento do circuito seria o mostrado na figura abaixo.

Quando o circuito troca de estado (T1 satura e T2 corta) existe uma mudança

significativa na tensão dos emissores dos transistores, porque a corrente de saturação

de T1 é menor que a corrente de saturação de T2.

A figura a seguir mostra os valores típicos no circuito tomado como exemplo.

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Para fazer com que o circuito retorne ao estado original, a tensão de entrada precisa

diminuir até atingir aproximadamente o valor (VE + 0,5V).

Como VE no circuito-exemplo agora é de 0,3V a tensão de entrada que permite ao

circuito retornar a condição de origem é de, aproximadamente, 0,8V (0,3V+0,5V).

A figura abaixo mostra o comportamento da tensão de entrada e da tensão de saída.

A partir da figura acima verifica-se que o circuito tem um ponto de transição diferente

para que T2 corte ou sature.

Valores-exemplos

V’1 ≅ 1,6V

V’2 ≅ 0,8V

T2 sai da saturação para o corte

T2 sai do corte para a saturação

A figura abaixo mostra a curva de transferência que relaciona diretamente a tensão de

saída com a tensão de entrada.

Esta diferença entre os valores de transição é denominado de histerese. No circuito-

exemplo, a histerese é de 0,8V.

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Redução da histerese

A forma mais usual de reduzir a histerese em um disparador Schmitt é acrescentar um

resistor em série com o emissor de apenas um dos transistores.

As figuras a seguir ilustram o efeito da colocação do resistor em série com T1 e

ilustram também o efeito da inclusão em série com T2.

Com um resistor em série com T1 (histerese 0,5V)

Com o resistor RE2 (histerese 0,5V)

Para determinar o valor do resistor usa-se a equação:

E

HHE I

desejado V- original V r)acrescenta (a R =

Onde:

IE é a corrente de emissor do transistor em questão.

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Em geral não se procura a eliminação completa da histerese porque isto pode

ocasionar instabilidade na transcrição do circuito.

Aplicação do disparador Schmitt

Uma das aplicações mais usuais do disparador Schmitt é na obtenção de um sinal

padrão para relógios eletrônicos a partir dos 60Hz da rede elétrica. A figura a seguir

ilustra como isto pode ser feito.

Neste circuito o diodo elimina os picos negativos da CA, o divisor de tensão faz a

adequação dos valores de disparo e o disparador converte as variações senoidais em

sinais digitais.

Também é comum a utilização de relés do disparador Schmitt, o que propicia controlar

cargas de CA através de tensões contínuas.

O relé isola a parte de CA da parte de CC. O diodo em paralelo com a bobina do relé

evita que as tensões induzidas geradas no desacionamento do relé danifiquem o

transistor.

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Disparador Schmitt


Referências bibliográficas

SENAI/DN. Disparador Schmitt, prática. Rio de Janeiro, Divisão de Ensino e

Treinamento, 1987. (Série Eletrônica Básica).

Disparador Schmitt


Eletrônica básica

Teoria 46.15.11.752-8Prática: 46.15.11.736-4

Teoria 46.15.12.760-4Prática: 46.15.12.744-1

1. Tensão elétrica 41. Diodo semi condutor2. Corrente e resistência elétrica 42. Retificação de meia onda3. Circuitos elétricos 43. Retificação de onda completa4. Resistores 44. Filtros em fontes de alimentação5. Associação de resistores 45. Comparação entre circuitos retificadores6. Fonte de CC 46. Diodo emissor de luz7. Lei de Ohm 47. Circuito impresso - Processo manual8. Potência elétrica em CC 48. Instrução para montagem da fonte de CC9. Lei de Kirchhoff 49. Multímetro digital10. Transferência de potência 50. Diodo zener11. Divisor de tensão 51. O diodo zener como regulador de tensão12. Resistores ajustáveis e potenciômetros 52. Transistor bipolar - Estrutura básica e testes13. Circuitos ponte balanceada 53. Transistor bipolar - Princípio de funcionamento14. Análise de defeitos em malhas resistivas 54. Relação entre os parâmetros IB, IC e VCE

15. Tensão elétrica alternada 55. Dissipação de potência e correntes de fuga no transistor16. Medida de corrente em CA 56. Transistor bipolar - Ponto de operação17. Introdução ao osciloscópio 57. Polarização de base por corrente constante18. Medida de tensão CC com osciloscópio 58. Polarização de base por divisor de tensão19. Medida de tensão CA com osciloscópio 59. Regulador de tensão a transistor20. Erros de medição 60. O transistor como comparador21. Gerador de funções 61. Fonte regulada com comparador22. Medida de freqüência com osciloscópio 62. Montagem da fonte de CC23. Capacitores 63. Amplificador em emissor comum24. Representação vetorial de parâmetros elétricos CA 64. Amplificador em base comum25. Capacitores em CA 65. Amplificador em coletor comum26. Medida de ângulo de fase com osciloscópio 66. Amplificadores em cascata27. Circuito RC série em CA 67. Transistor de efeito de campo28. Circuito RC paralelo em CA 68. Amplificação com FET29. Introdução ao magnetismo e eletromagnetismo 69. Amplificador operacional30. Indutores 70. Circuito lineares com amplificador operacional31. Circuito RL série em CA 71. Constante de tempo RC32. Circuito RL paralelo em CA 72. Circuito integrador e diferenciador33. Ponte balanceada em CA 73. Multivibrador biestável34. Circuito RLC série em CA 74. Multivibrador monoestável35. Circuito RLC paralelo em CA 75. Multivibrador astável36. Comparação entre circuitos RLC série e paralelo em CA 76. Disparador Schmitt

37. Malhas RLC como seletoras de freqüências 77. Sensores38. Soldagem e dessoldagem de dispositivos elétricos39. Montagem de filtro para caixa de som40. Transformadores

Todos os títulos são encontrados nas duas formas: Teoria e Prática

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